AURINKOSÄHKÖJÄRJESTELMÄT

Energia-asiantuntija

Jukka Kontulainen ProAgria Länsi-Suomi

Kurikka 19.4.2021

Etelä-Suomen vuotuinen kokonaissäteilyn määrä on lähes samaa suuruusluokkaa kuin Pohjois-Saksassa. Suomessa säteily keskittyy kuitenkin eteläisempää Eurooppaa vahvemmin kesäkuukausille, joten tuotanto vaihtelee meillä enemmän vuodenaikojen mukaan

TEKNIIKKA, AURINKOSÄHKÖN PERUSTEET

Auringon kokonaissäteily koostuu auringosta suoraan tulevasta

säteilystä ja hajasäteilystä. Hajasäteily on ilmakehän ja pilvien

heijastamaa säteilyä sekä maasta heijastuvaa hajasäteilyä.

Aurinkopaneelien sijoittelu ja kallistuskulma vaikuttavat niille tulevan kokonaissäteilyn määrään. Esimerkiksi lumesta, kiiltävistä

kattopinnoista ja vedestä heijastuva säteily voi lisätä kallistetuille

paneeleille tulevaa kokonaissäteilyä hetkellisesti jopa yli 20

prosenttia.

Vuositasolla pinnoilta heijastuvan säteilyn osuus kokonaissäteilystä on

kuitenkin tavallisesti muutaman prosentin luokkaa

Ilmatieteen laitos on laatinut nykyilmaston tyypillisiä

sääoloja kuvaavia testivuosia energialaskelmia

varten. Eteläisimmässä Suomessa kokonaissäteilyenergian määrä vaakatasolle on

Ilmatieteen laitoksen testivuoden mukaan noin 980

kWh/m2 vuodessa, Keski-Suomessa määrä on noin 890

kWh/m2 ja Pohjois-Suomessa noin 790 kWh/m2.

Auringon kokonaissäteilyenergian summa 45 asteen kulmassa

etelään päin suunnatulle pinnalle Suomessa sekä erot vuotuisissa

säteilymäärissä eri kaupungeissa. Kuvan data: Ilmatieteen laitos.

Energialaskennan testivuodet nykyilmastossa.

Aurinkokennojen yleisin valmistusmateriaali on yksi- tai monikiteinen

pii. Teknologia on vakiintunutta, ja noin 90 prosenttia tarjolla olevista

aurinkokennoista on piikidekennoja. Piikidekennoista valmistettujen

aurinkosähköpaneelien hyötysuhde on kaupallisissa sovelluksissa

tavallisesti 15-17 prosenttia.

Ohutkalvokennot valmistetaan lisäämällä niiden nimen mukaisesti hyvin ohuita kerroksia valoherkkää ainetta edulliselle

pohjamateriaalille, kuten lasille, ruostumattomalle teräkselle tai

muoville. Ohutkalvokennoista koottujen aurinkopaneelien

hyötysuhde on tavallisesti noin 9-11 prosenttia.

TEKNIIKKAA

TEKNIIKKA, JÄRJESTELMÄN VALINTA

Off-Grid On-Grid

Verkkoon liitetyn aurinkosähköjärjestelmän pääkomponentit ovat aurinkopaneeli(t) ja vaihtosuuntaaja eli invertteri, joka on joko 1- tai 3-vaiheinen. Aurinkopaneelit tuottavat tasavirtaa, joka muutetaan invertterin avulla vaihtovirraksi, joka vastaa kiinteistön sähköverkon sekä jakeluverkon vaatimuksia.

TEKNIIKKA, JÄRJESTELMÄN VALINTA

Verkkoon kytketyn pientalon aurinkosähköjärjestelmän kokoonpano.

Kuva: Motiva

Aurinkopaneelien asentamisen lupakäytännöt vaihtelevat kunnittain.

On mahdollista, että:asentaminen on kielletty (rakennuksen julkisivu on suojeltu)

rakennusvalvonta vaatii toimenpideluvan tai kaupunkikuva-arkkitehdin tai muun vastaavan hyväksynnän

rakennusvalvonta vaatii toimenpideilmoituksen (lomakkeen täyttäminen ja maksu) tai

rakennusvalvonta ei vaadi mitään.

Kuntakohtaisten erojen vuoksi oman kunnan rakennusvalvontaan on aina oltava yhteydessä hyvissä ajoin ja varmistettava oman kunnan käytäntö

Suuret aurinkosähköjärjestelmät voivat edellyttää myös muita lupia. Käytännössä maankäyttö- ja rakennuslain edellytykset kannattaakin selvittää oman kunnan rakennustarkastuksesta.

MITOITUS, ENNEN JÄRJESTELMÄN

HANKINTAA LUPA-ASIAT

Verkkoon kytkettyjen vaihtojännitteisten aurinkosähköjärjestelmien (AC 230 V) sähkötyöt saa tehdä vain yritys, jolla on sähköasennusoikeudet, ja järjestelmille on tehtävä käyttöönottotarkastus. Sähköurakoitsijan on aina itse tarkastettava asennukset ennen käyttöönottoa.

Tavallinen sähkönkäyttäjä saa tehdä enintään 50 V:n vaihtojännitteellä ja enintään 120 V:n tasajännitteellä toimivien sähkölaitteistojen asennus-ja korjaustöitä, jos hän on perehtynyt töihin sekä niitä koskeviin turvallisuusvaatimuksiin. Tällaisilta verkkoon kytkemättömiltä matalan jännitteen järjestelmiltä ei vaadita

Sähkön tuotantolaitteistoja ei saa kytkeä verkkoon ilman verkkoyhtiön lupaa, ja laitteiden ja asennusten on täytettävä verkkoon kytkemisen tekniset vaatimukset. Verkkoyhtiöön on siis oltava yhteydessä jo ennen aurinkosähköjärjestelmän hankintaa. käyttöönottotarkastusta.

MITOITUS, ENNEN JÄRJESTELMÄN

HANKINTAA LUPA-ASIAT

Tarvittavan enimmäistuoton mitoitus

Aurinkosähköjärjestelmän koon määrittelyssä on perusteltua pitää lähtökohtana sitä, että tuotosta mahdollisimman suuri osa saadaan hyödynnettyä omassa kulutuksessa ja sähköverkkoon myytävä osa jää pieneksi kokonaistuotantoon verrattuna.

Mitoituksen voi ratkaista myös käytettävän asennuspinta-alan suuruus tai ulkonäkökysymykset.

Taustaa mitoituksen suunnitteluun

Olemassa olevissa kohteissa mittaustietoa on hyvä käyttää avuksi enimmäistuottotarvetta suunniteltaessa. Yhdenkin vuoden mittaustiedon avulla voidaan selvittää melko hyvällä tarkkuudella kohteen vähimmäiskulutus (pohjakulutus)

Pohjakulutus on energiamäärä, jonka kohde vähintään kuluttaa jokaisena tuntina, jona aurinkosähköä on mahdollista tuottaa.

Uudisrakennuksessa lähtökohdaksi on otettava vastaavan tyyppisen rakennuksen käyttöprofiili sekä uudiskohteen sähkökäyttöisten laitteiden varustelutaso, niiden energiankulutus yms. suhteessa vertauskohteen tietoihin.

Sähkönkulutus samoin kuin tuotantokin vaihtelevat suuresti eri vuorokauden- ja vuodenaikoina.

Tuotannon kuukausivaihtelu otetaan mitoituksessa yleensä huomioon siten, että parhaana tuotantoaikana tuotettua sähköä jää myytäväksi sähköverkkoon. Näin saadaan kevät- ja syysaikoina tuotettu aurinkosähkö riittämään pitemmäksi ajaksi omiin tarpeisiin, ja vuositason kokonaistuotto on suurempi.

MITOITUS

Aurinkosähköjärjestelmän mitoitus verkkoon kytketyissä kohteissa voi perustua erilaisiin lähtökohtiin:

pohjakulutukseen perustuva mitoitus

keskimääräinen tai enimmäiskulutus kesällä

nettonollaenergiamitoitus (keskimääräinen kulutus

vuoden aikana)

energiaomavaraisuus sähkön osalta

käytettävissä oleva, pääosin varjostamaton katto-ja/tai seinäpinta-ala tai maapinta-ala

järjestelmään käytettävä rahamäärä

MITOITUS

Sähkölämmitteisen omakotitalon

sähkönkulutusprofiili heinäkuussa.

Automaation hyödyntäminen mitoituksessa

Automaation avulla sähkönkulutusta voidaan jakaa tasaisemmin eri vuorokaudenaikoihin. Pohjakulutusta voidaan lisätä hetkinä, jolloin aurinkosähköä on parhaiten saatavilla, mikä käytännössä tarkoittaa kulutuksen siirtämistä yöstä päiväaikaan.

Kulutusta voidaan ohjata aurinkosähkön tuotantohuipun aikana automaatiolla niin, että saadaan hyödynnettyä mahdollisimman suuri osa sähköstä omaan käyttöön.

Sähköverkkoon kytketyissä kohteissa tuntimitattujen sähkönkäyttöpaikkojen kulutustiedot saa nykyisin kattavasti tunneittain jakeluverkkoyhtiöiden verkkopalveluista.

MITOITUS

Sähkölämmitteisen omakotitalon

sähkönkulutusprofiili heinäkuussa.

Aurinkopaneelien asentaminen

Kaltevilla katoilla paneelit kannattaa asentaa lähtökohtaisesti lappeensuuntaisesti

Yhden aurinkopaneelin pinta-ala on tavallisesti noin 1,5 m2 ja nimellisteho 200-250 Wp. Näin ollen pientalokokoluokassa tavanomaiseen 2 kWp:n järjestelmään sisältyy 8-10 paneelia, joiden yhteenlaskettu pinta-ala on noin 12-15 m2.

Ilmansuunta

Suomessa paneelit suunnataan mahdollisuuksien mukaan etelään. Itään tai länteen suuntaaminen pienentää vuosituotantoa jo merkittävästi.

Paneelin kallistuskulma

Tehokkain kallistuskulma on noin 35-45 astetta. Vuosituotanto pienenee hitaasti optimikulmasta poikettaessa. Kallistuskulmat 30° ja 60° tuottavat vielä miltei yhtä paljon sähköä vuodessa kuin optimikulma.

Varjostukset

Kiinteästi asennettujen paneelien sijoittelussa on tärkeintä varmistaa, ettei niille osu varjostuksia. Suurimmat pettymykset aurinkosähkön tuotannossa johtuvat monesti varjostusten aliarvioinnista. Koko alue idästä länteen on syytä katsoa tarkasti läpi. Varjostuksia aiheuttavat muun muassa puut sekä korkeat rakennukset ja muut rakenteet. Suoraan etelän suunnassa olevilla lehtipuilla ei ole suurta merkitystä, jos niiden latvukset eivät varjosta paneeleita touko-syyskuussa. Kevättalvella ja loppusyksystä aurinko on keskipäivällä matalammalla kuin kesällä, mutta silloin etelän suunnassa olevien lehdettömien puiden varjostus on vähäistä.

MITOITUS, HANKINTA JA ASENNUS

MITOITUS

Sähkön varastointi

Verkkoon kytkemättömissä järjestelmissä, esimerkiksi

mökkipaketeissa, sähkön varastointi akustoon on miltei

itsestään selvää, koska muuten sähköä ei olisi tarjolla lainkaan

auringon laskettua (järjestelmät ilman aggregaattia).

Aurinkosähköpakettien yhteydessä myytävät akut on

suunniteltu aurinkosähkökäyttöön, ja ne kestävät siinä

pitempään kuin esimerkiksi tavalliset starttiakut.

Sähkövero

Yli 100 kVA (paneeliteho 100 kWp) laitoseten tulee

rekisteröityä sähköverovelvollisiksi. Sähköveroa ei kuitenkaan

peritä jos vuotuinen tuotanto on alle 800 MWh, tällöin riittää

kun vuoden lopussa tehdään nollaveroilmoitus. Alle 100 kVA

laitokset eivät ole sähköverovelvollisiaFronius Solar Battery 6.0 (4,8 kWh usable)

Hinta: 9169.20 € (alv 0%)

Sähkön myynti

Paikallinen jakeluverkkoyhtiö vastaa sähkönsiirrosta ja -mittaroinnista sekä

pientuotantolaitteiston verkkoon liittämisestä. Jakeluverkkoyhtiötä ei voi vaihtaa eikä

kilpailuttaa.

Sähkön vähittäismyyjä myy sähköenergiaa kotitalouksille ja muille sähkön käyttäjille

sekä toimii pientuottajan tuottaman sähkön ostajana (kaikki vähittäismyyjät eivät

kuitenkaan osta sähköä). Sähkön myyjiä voi kilpailuttaa ja vaihtaa.

Sähkön osto- ja myyntihinnan rakenne ja

mittakaava hyödyistä, joita syntyy

vältettäessä sähkön osto verkosta ja

myytäessä itse tuotettua sähköä verkkoon.

Myyntiin liittyvät kulut sisältävät veroja sekä

mahdollisen myyntimarginaalin, joka riippuu

sähkönmyyjästä. Lisäksi jakeluverkkoyhtiö

voi periä pientuottajan verkkoon

syöttämästä sähköstä

verkkopalvelumaksua korkeintaan 0,07

c/kWh.

KANNATTAVUUS

JÄRKIPOHJAINEN VAI

TUNNEPOHJAINEN HANKINTA?

Passat Variant 2009

Ostettu 2012 hintaan 13 000€

Nykyarvo n. 5 000€

Arvo pudonnut n. 1 000€ / vuosi

Volvo V60 2018 hybrid

Ostettu 2018 hintaan 55 000€

Vuoden 2017 samaa mallia

myydään tällä hetkellä n. 35 000€

keskihintaan

Arvo pudonnut lähes 10 000€ / vuosi

TUOTTO

Aurinkosähkö

Tuotto tilanteesta riippuen 5-13%

Investointi 12000€

Tuotto-aika 20v

Jäännösarvo??

Sampo osake

Hinta 40€/osake 300kpl

Osinko 1,7-2,2€ tuotto n.5%

Tuotto-aika 20v

Jäännösarvo??

KUN INVESTOIT

Tuki 40%

Tarjous paneelit asennettuna

Liiketoimintasuunnitelma

Piirros paneelien sijainnista

Lupa kunnasta

Energiaveron palautelomake

HYÖDYNNÄ NEUVOA

KIITOS